JPH07199722A - Temperature controller utilizing resistance change - Google Patents
Temperature controller utilizing resistance changeInfo
- Publication number
- JPH07199722A JPH07199722A JP35178593A JP35178593A JPH07199722A JP H07199722 A JPH07199722 A JP H07199722A JP 35178593 A JP35178593 A JP 35178593A JP 35178593 A JP35178593 A JP 35178593A JP H07199722 A JPH07199722 A JP H07199722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- temperature
- heating element
- power control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗発熱体の温度によ
る抵抗変化を検出して発熱体の温度を制御する温度制御
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control device for detecting a resistance change due to the temperature of a resistance heating element and controlling the temperature of the heating element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子複写機、ファックス、レーザプリン
ターなどにおいて、加熱溶融性樹脂を含有するトナーで
文字や図形を静電気複写手段により記録紙上に形成させ
た未定着画像を定着させる手段として、従来から熱ロー
ラー方式、フィルム加熱方式などが使用されていること
は知られている。2. Description of the Related Art In electronic copying machines, fax machines, laser printers and the like, as a means for fixing an unfixed image formed on a recording paper by electrostatic copying means with a toner containing a heat-fusible resin as a means for fixing an unfixed image. It is known that a heat roller method and a film heating method are used.
【０００３】前記熱ローラー方式は、筒状ローラー内に
ハロゲンランプを取り付け、ハロゲンランプによりロー
ラーを加熱し、未定着画像のトナーを記録紙上に溶着さ
せる方式のもので永く実用されているが、前記ローラー
の予熱時間が５〜６分を必要とするという問題がある。
前記フィルム加熱方式は、熱ローラー方式に代わり主流
となって来ているものであり、その概要を図10，11によ
って以下に説明する。即ちフィルム加熱方式は、記録紙
Ｐ上の未定着トナー像ｔを加熱するヒーターＨと、下か
ら記録紙ＰをヒーターＨ側に押し付けながら紙送りする
加圧ローラーＲと、記録紙Ｐと同じ速さで移動しながら
軟化・溶融した未定着トナー像ｔを画像が歪まないよう
に押さえるフィルムＦとからなっている。The heat roller system is a system in which a halogen lamp is installed in a cylindrical roller, and the roller is heated by the halogen lamp to fuse the toner of the unfixed image on the recording paper. There is a problem that the preheating time of the roller requires 5 to 6 minutes.
The film heating method has become the mainstream in place of the heat roller method, and its outline will be described below with reference to FIGS. That is, in the film heating method, the heater H that heats the unfixed toner image t on the recording paper P, the pressure roller R that presses the recording paper P toward the heater H side from below to feed the paper, and the same speed as the recording paper P are used. The film F holds the unfixed toner image t that has been softened and melted while moving so as not to distort the image.
【０００４】ヒーターＨは、記録紙Ｐの幅方向（図面と
交差する方向）に延びる細長い形状のものであり、図10
に示すようにアルミナなどのセラミックからなる基板１
ａ上に、窒化タンタル，銀パラジウムなどの電気抵抗体
からなる抵抗発熱体１をスクリーン印刷などでパターン
付けし、絶縁体１ｂを介してハウジング１ｃ内に収納し
たものである。またフィルムＦはポリイミドなどの耐熱
性のフィルムからなり、記録紙Ｐを覆う幅の無端ベルト
状に形成したものであり、駆動ローラー１ｄの紙送り速
さと同じ記録紙Ｐの移動方向に移動している。なお、図
10に示す符号１ｅはテンションローラー、１ｆはヒータ
ーＨを断熱支持すると共にフィルムＦをガイドするホル
ダー、ｓはヒーターＨの温度を検出するサーミスタであ
る。The heater H has an elongated shape extending in the width direction of the recording paper P (direction intersecting with the drawing).
Substrate 1 made of ceramics such as alumina as shown in
A resistance heating element 1 made of an electric resistor such as tantalum nitride or silver palladium is patterned on a by screen printing or the like, and housed in a housing 1c via an insulator 1b. The film F is made of a heat-resistant film such as polyimide and is formed in an endless belt shape having a width covering the recording paper P. The film F moves in the same moving direction of the recording paper P as the paper feeding speed of the driving roller 1d. There is. Note that the figure
Reference numeral 1e shown in FIG. 10 is a tension roller, 1f is a holder for supporting the heater H adiabatically and guiding the film F, and s is a thermistor for detecting the temperature of the heater H.
【０００５】以上説明したフィルム加熱方式による画像
の定着は、静電気画像形成手段（図示せず）により記録
紙Ｐ上に形成された未定着トナー像ｔを、ニップ部Ｎに
おいて加圧ローラーＲによりヒーターＨ側に押し付けら
れて軟化・溶融し、次いでニップ部Ｎを出て冷却・固化
し、記録紙Ｐに定着したトナー像Ｔとなる。In the image fixing by the film heating method described above, the unfixed toner image t formed on the recording paper P by the electrostatic image forming means (not shown) is heated by the pressure roller R in the nip portion N by the heater. The toner image T is pressed against the H side and softened / melted, and then exits the nip portion N to be cooled / solidified to form a toner image T fixed on the recording paper P.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで未定着トナー
は、ヒーター温度が低いとトナーが十分に溶融しないた
めに定着ミスが発生し、また温度が高過ぎるとトナーが
流れるなど画像が不鮮明になるという別の定着ミスが起
こる。したがって従来のフィルム加熱方式は、図８，９
に示すようにサーミスタ４によりヒーター温度を検出し
一定温度となるように自動制御している。しかしなが
ら、図に示したサーミスタ４の取り付け位置では、定着
されるトナーの加熱温度を正確に測定することができな
いという問題があり、種々改善提案がなされている。However, unfixed toner causes a fixing error because the toner is not sufficiently melted when the heater temperature is low, and the toner becomes unclear when the temperature is too high. Another fixing error occurs. Therefore, the conventional film heating method is shown in FIGS.
As shown in, the temperature of the heater is detected by the thermistor 4, and the temperature is automatically controlled to a constant temperature. However, at the mounting position of the thermistor 4 shown in the figure, there is a problem that the heating temperature of the toner to be fixed cannot be accurately measured, and various improvement proposals have been made.
【０００７】例えば特開平５−２０５８５１号公報に記
載された提案は、基板１ａ（図９）をアルミナなどのセ
ラミックで形成し、抵抗発熱体１の温度が過昇すると、
熱歪みで容易に割れるように、基板１ａに溝、陥没穴、
貫通穴などを設けたものである。また特開平５−２１７
６６０号公報に記載の提案は、図８において、サーミス
タ４の位置をヒーターＨのニップ部ＮからフィルムＦが
離れる部分に変更し、より正確に定着温度を検出できる
ようにしている。For example, in the proposal disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-205851, when the substrate 1a (FIG. 9) is made of ceramic such as alumina and the temperature of the resistance heating element 1 rises excessively,
Grooves, depressions,
A through hole is provided. In addition, JP-A-5-217
In the proposal disclosed in Japanese Patent No. 660, in FIG. 8, the position of the thermistor 4 is changed to a portion where the film F separates from the nip portion N of the heater H so that the fixing temperature can be detected more accurately.
【０００８】しかしながら、前者の提案は、温度が過昇
するたびにヒーターＨを修理する必要があり保守上好ま
しくないという問題があり、また後者の提案は、ヒータ
ーＨにサーミスタ４を取り付けるスペースを確保する必
要があるという問題と、サーミスタ４の熱容量、熱の逃
散などのため依然として正確、且つ速い測温が困難であ
るという問題がある。However, the former proposal has a problem that the heater H needs to be repaired every time the temperature rises excessively, which is not preferable for maintenance, and the latter proposal secures a space for mounting the thermistor 4 on the heater H. There is a problem that it is necessary to do so, and it is still difficult to perform accurate and fast temperature measurement due to the heat capacity of the thermistor 4 and heat dissipation.
【０００９】本発明は、前記フィルム加熱方式に使用す
る発熱体の抵抗値が発熱体の温度に依存することに着目
してなされたものであり、抵抗値が温度によって変化す
る発熱体において、発熱体の印加電圧と電流とを検出し
て温度制御を行うようにした抵抗変化を利用した温度制
御装置を提供することを目的としている。The present invention has been made by paying attention to the fact that the resistance value of the heating element used in the film heating system depends on the temperature of the heating element. It is an object of the present invention to provide a temperature control device that utilizes resistance change so as to perform temperature control by detecting an applied voltage and a current to the body.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
発明の抵抗変化を利用した温度制御装置の構成は、温度
によって抵抗値が変化する抵抗発熱体と、この抵抗発熱
体の消費電力を制御する電力制御素子とを直列に接続し
て発熱回路を形成し、抵抗発熱体に印加される電圧を検
出し基準電圧を出力する電圧検出回路と、抵抗発熱体に
流れる電流を検出し温度信号電圧を出力する電流検出回
路とを前記発熱回路に接続し、前記基準電圧と温度信号
電圧とを比較する比較回路を設け、この比較回路の出力
する比較信号により前記電力制御素子を制御する制御回
路を設けたものである。In order to achieve the above object, a temperature control device utilizing resistance change of the present invention has a resistance heating element whose resistance value changes depending on temperature and power consumption of the resistance heating element. A temperature detection circuit that detects the current applied to the resistance heating element by detecting the voltage applied to the resistance heating element and outputting the reference voltage by forming a heating circuit by connecting the power control element to control in series A control circuit that connects a current detection circuit that outputs a voltage to the heating circuit, provides a comparison circuit that compares the reference voltage with a temperature signal voltage, and controls the power control element by a comparison signal that is output from the comparison circuit. Is provided.
【００１１】前記温度によって抵抗値が変化する抵抗発
熱体は、特に限定はなく、例えばニッケル鉄合金窒化タ
ンタルなど従来から使用される抵抗発熱体であり、温度
−抵抗特性がより直線的に変化し、且つ温度係数がより
大きな抵抗発熱体であれば本発明に用いることができ
る。前記電力制御素子は、ＳＣＲ、トライアックなどの
半導体素子、リレーなどであるがこれに限定されない。
また電力制御素子の制御は、通常はオンオフ制御である
が、抵抗発熱体に与える印加電圧を制御したり、交流電
源の場合の位相制御などによる制御を行うこともでき
る。The resistance heating element whose resistance value changes depending on the temperature is not particularly limited, and it is a resistance heating element conventionally used such as nickel iron alloy tantalum nitride, and the temperature-resistance characteristic changes more linearly. A resistance heating element having a larger temperature coefficient can be used in the present invention. The power control element is, but not limited to, a semiconductor element such as an SCR or a triac, a relay, or the like.
The control of the power control element is usually ON / OFF control, but it is also possible to control the voltage applied to the resistance heating element, or control such as phase control in the case of an AC power supply.
【００１２】本発明は、抵抗発熱体にかかる電圧、電流
を測定するのに、電圧、電流のピークは通電率が変化し
ても変わらないということを利用して、前記発熱回路に
交流電源を接続し、前記電圧検出回路を、前記抵抗発熱
体に印加される電圧の分圧回路と、この分圧回路の出力
する電圧を整流しピークホールドする基準電圧発生回路
とによって形成し、前記電流検出回路を、抵抗発熱体に
流れる電流を検出する変成器と、この変成器の２次回路
に発生する電流の電圧変換回路と、変換された電圧を整
流しピークホールドする温度信号電圧発生回路とによっ
て形成し、所定間隔で前記ピークホールド動作に必要な
時間幅で電力制御素子をオンさせる温度信号維持回路を
設け、前記制御回路を、前記温度信号電圧が基準電圧を
越え、且つ温度信号維持回路が電力制御素子をオフする
信号を出力していると電力制御素子をオフし、温度信号
電圧が基準電圧に達していないか、又は温度信号維持回
路が電力制御素子をオンする信号が出力されると電力制
御素子をオンするようにすることにより実施することが
できる。According to the present invention, in measuring the voltage and the current applied to the resistance heating element, the fact that the peaks of the voltage and the current do not change even if the duty ratio changes is used, and an AC power source is applied to the heating circuit. Connected, the voltage detection circuit is formed by a voltage dividing circuit for the voltage applied to the resistance heating element and a reference voltage generating circuit for rectifying and peak-holding the voltage output from the voltage dividing circuit. The circuit is composed of a transformer that detects the current flowing through the resistance heating element, a voltage conversion circuit for the current that is generated in the secondary circuit of this transformer, and a temperature signal voltage generation circuit that rectifies and peak-holds the converted voltage. And a temperature signal maintaining circuit for turning on the power control element for a time width required for the peak hold operation at a predetermined interval. If the maintenance circuit outputs a signal to turn off the power control element, the power control element is turned off and the temperature signal voltage does not reach the reference voltage, or the temperature signal maintenance circuit outputs a signal to turn on the power control element. Then, the power control element is turned on.
【００１３】前記温度信号維持回路は、電力制御素子を
オフした場合にも実質的発熱を伴わない僅かな時間抵抗
発熱体に電流を流し、電流検出回路に温度信号を出力さ
せるためのものであるが、本発明はこれに限定されず、
他の手段、例えばタイマー等を用いてオフ時間を決め、
一定時間後に必ず電力制御阻止をオンさせるなど、他の
手段によることもできる。The temperature signal maintaining circuit is for causing a current to flow through the resistance heating element for a short period of time without substantial heat generation even when the power control element is turned off, and causing the current detection circuit to output a temperature signal. However, the present invention is not limited to this,
Use other means, such as a timer, to set the off time,
It is also possible to use other means such as turning on the power control inhibition after a certain period of time.
【００１４】交流電源を使用した場合の基準電圧及び温
度信号電圧として、ピーク電圧を用いるようにした前記
手段はこれに限定されず、例えば発熱体にかかる電圧の
平均値など他の値によることができる。The means for using the peak voltage as the reference voltage and the temperature signal voltage when the AC power source is used is not limited to this, and may be another value such as an average value of the voltage applied to the heating element. it can.
【００１５】[0015]
【作用】温度によって抵抗値が変化する抵抗発熱体の印
加電圧から得た基準電圧と、抵抗発熱体を流れる電流を
電圧に変換した温度信号電圧とを比較し、その結果によ
り電力制御素子を制御する前記手段は、発熱体の温度の
上昇を瞬時に抑制できるので、温度の過昇を的確に防止
し、しかも正確に設定温度範囲に発熱体温度を制御する
ことを可能にする。[Operation] The reference voltage obtained from the applied voltage of the resistance heating element whose resistance value changes with temperature is compared with the temperature signal voltage obtained by converting the current flowing through the resistance heating element into a voltage, and the power control element is controlled by the result. Since the means for controlling can instantaneously suppress the temperature rise of the heating element, it is possible to accurately prevent the temperature from excessively rising and to accurately control the heating element temperature within the set temperature range.
【００１６】[0016]
【実施例】以下添付の図面を参照して実施例により本発
明を具体的に説明する。図１に示す実施例１の抵抗変化
を利用した温度制御装置は、抵抗発熱体１と電力制御素
子２とを直列に接続した発熱回路に、抵抗発熱体１の両
端に掛かる電圧Ｖを検出する電圧検出回路３と抵抗発熱
体１に流れる電流検出回路４とを接続し、電圧検出回路
３から出力される基準電圧ＶS と電流検出回路４から出
力される温度信号電圧ＶT とを比較回路５に与え、その
比較結果により制御回路６が制御信号を前記電力制御素
子２に与えるように構成したものである。なお図１に示
す符号７は電源回路である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The temperature control device using the resistance change of Example 1 shown in FIG. 1 detects a voltage V applied to both ends of the resistance heating element 1 in a heating circuit in which a resistance heating element 1 and a power control element 2 are connected in series. The voltage detection circuit 3 and the current detection circuit 4 flowing through the resistance heating element 1 are connected to each other, and the reference voltage V S output from the voltage detection circuit 3 and the temperature signal voltage V T output from the current detection circuit 4 are compared. 5, and the control circuit 6 applies a control signal to the power control element 2 according to the comparison result. Reference numeral 7 shown in FIG. 1 is a power supply circuit.
【００１７】前記制御回路６の動作は、比較回路５が温
度信号電圧ＶT を基準電圧ＶS と比較し、その結果がＶ
T ＞ＶS であるとその大きさに応じて抵抗発熱体１に流
れる電流を制限する信号を電力制御素子２に与え、ＶT
＜ＶS であると、抵抗発熱体１に電源電圧による最大電
流を流す制御信号を電力制御素子２に与えるようにし
た。実施例１の抵抗変化を利用した温度制御装置は、抵
抗発熱体１自体の温度を検出し、温度信号電圧ＶT が基
準電圧ＶS を越えると発熱量を調節するので抵抗発熱体
１の温度を過昇させることなく、設定温度に正確に温度
制御することができる。なお、前記制御をタイマーを用
いてオフ時間を決め、オフしたのち一定時間後に必ず電
力制御阻止をオンさせるようにしてもよい。したがっ
て、フィルム加熱方式の電子複写機に実施例１を好適に
適用することができる。In the operation of the control circuit 6, the comparison circuit 5 compares the temperature signal voltage V T with the reference voltage V S, and the result is V
When T > V S , a signal for limiting the current flowing through the resistance heating element 1 is given to the power control element 2 according to the magnitude, and V T
When it is <V S , the power control element 2 is provided with a control signal that causes the resistance heating element 1 to flow the maximum current due to the power supply voltage. The temperature control device using the resistance change of the first embodiment detects the temperature of the resistance heating element 1 itself and adjusts the amount of heat generation when the temperature signal voltage V T exceeds the reference voltage V S , so the temperature of the resistance heating element 1 is adjusted. It is possible to accurately control the temperature to the set temperature without raising the temperature excessively. It is also possible to determine the off time of the control by using a timer, and after turning off the power control, always turn on the power control inhibition after a certain time. Therefore, the first embodiment can be preferably applied to the film heating type electronic copying machine.
【００１８】図２〜６に示す実施例２は電力制御素子２
をオンオフ制御により実施したものであり、基本的回路
構成が図１に示したものと同様で、これに抵抗発熱体１
をオフした場合にも温度信号を出力することができるよ
うに温度信号維持回路８を取り付けたものである。そし
て、電力制御素子２にトライアックを使用し、その点弧
回路としてゼロクロス回路９を設け、また抵抗発熱体１
にＮi-Ｆe 合金を使用し、電源に商用交流電源を使用し
た。なお、図２に示す符号７ａは直流電源回路である。
またＮi-Ｆe 合金の温度−抵抗特性を図３に示した。以
下図２に示す各回路について順次説明する。Embodiment 2 shown in FIGS. 2 to 6 is a power control element 2
Is performed by on / off control, and the basic circuit configuration is the same as that shown in FIG.
The temperature signal maintaining circuit 8 is attached so that the temperature signal can be output even when the switch is turned off. Then, a triac is used as the power control element 2, a zero cross circuit 9 is provided as an ignition circuit thereof, and the resistance heating element 1 is used.
A Ni-Fe alloy was used for and a commercial AC power supply was used for the power supply. Reference numeral 7a shown in FIG. 2 is a DC power supply circuit.
The temperature-resistance characteristics of the Ni-Fe alloy are shown in FIG. Each circuit shown in FIG. 2 will be sequentially described below.
【００１９】電圧検出回路３は、電源回路７に並列に接
続した分圧回路３ａの分圧電圧を、更に温度設定抵抗３
ｂを有する分圧回路によって分圧し、この分圧電圧をＯ
Ｐアンプ３ｃの非反転端子に入力し、ＯＰアンプ３ｃの
出力を整流素子３ｄによって半波整流し、抵抗３ｅと電
解コンデンサ３ｆからなるピークホールド回路に与え、
得られたピーク電圧値をボルテージフォロア３ｇの非反
転入力端子に与える。ボルテージフォロア３ｇの出力す
る基準電圧ＶS と、立上り調整抵抗３ｈを有する分圧回
路からなる分圧点に比較回器出力より正帰還回路を設
け、その分圧電圧を立上り基準電圧ＶS0とを比較回路５
に与えるように構成した。なお、温度設定抵抗３ｂは設
定温度を５水準に変化させるように設定し、また立上り
調整抵抗３ｈは、立ち上がり速さを４水準に調整できる
ように構成した。The voltage detection circuit 3 supplies the divided voltage of the voltage dividing circuit 3a connected in parallel to the power supply circuit 7 to the temperature setting resistor 3
The voltage is divided by a voltage dividing circuit having b, and this divided voltage is O
It is input to the non-inverting terminal of the P amplifier 3c, the output of the OP amplifier 3c is half-wave rectified by the rectifying element 3d, and it is given to the peak hold circuit composed of the resistor 3e and the electrolytic capacitor 3f.
The obtained peak voltage value is applied to the non-inverting input terminal of the voltage follower 3g. The reference voltage V S output from the voltage follower 3g and a positive feedback circuit from the output of the comparison circuit are provided at the voltage dividing point formed by the voltage dividing circuit having the rising adjustment resistance 3h, and the divided voltage is used as the rising reference voltage V S0 . Comparison circuit 5
Configured to give to. The temperature setting resistor 3b is set to change the set temperature to 5 levels, and the rising adjustment resistor 3h is configured to adjust the rising speed to 4 levels.
【００２０】電流検出回路４の電流検出素子10に変成器
（カレントトランス）を使用し、その２次回路に発生す
る電流によって抵抗４ａの両端に電圧を発生させ、この
電圧を室温調節抵抗４ｂを有する分圧回路によって得ら
れた分圧電圧を、ＯＰアンプ４ｃの非反転端子に与え、
ＯＰアンプ４ｃの出力を整流素子４ｄによって整流した
電圧を抵抗４ｅと電解コンデンサ３ｆからなるピークホ
ールド回路に与え、得られたピーク電圧値をボルテージ
フォロア４ｇに与え、その出力を温度信号電圧ＶT とし
て比較回路５に与えるように構成した。A transformer (current transformer) is used as the current detecting element 10 of the current detecting circuit 4, a voltage is generated across the resistor 4a by the current generated in the secondary circuit, and this voltage is supplied to the room temperature adjusting resistor 4b. The divided voltage obtained by the voltage dividing circuit is provided to the non-inverting terminal of the OP amplifier 4c,
The voltage obtained by rectifying the output of the OP amplifier 4c by the rectifying element 4d is applied to the peak hold circuit composed of the resistor 4e and the electrolytic capacitor 3f, the obtained peak voltage value is applied to the voltage follower 4g, and its output is taken as the temperature signal voltage V T. It is configured to be applied to the comparison circuit 5.
【００２１】ピークホールド回路の動作は図４に示すよ
うに、電圧検出回路３のＯＰアンプ３ｃ、又は電流検出
回路４のＯＰアンプ４ｃの出力電圧（交流）Ｅは、整流
素子３ｄ又は４ｄによって正値整流され、ほぼ一定の直
流電圧からなるファーストアタックのピークホールド電
圧Ｖ（正値）として出力される。このため（ファースト
アタックであるため）温度信号電圧ＶT は、負荷抵抗の
変化に対する追随が速く、電力密度の高い負荷を制御す
る場合に有効である。また負荷抵抗の変化量は小さいの
でピークホールドにおいて、ダイオードの電圧降下の影
響を受けない図に示した回路は有効である。As shown in FIG. 4, the operation of the peak hold circuit is such that the output voltage (AC) E of the OP amplifier 3c of the voltage detecting circuit 3 or the OP amplifier 4c of the current detecting circuit 4 is positive by the rectifying element 3d or 4d. The value is rectified and output as a peak-hold voltage V (positive value) of a fast attack composed of a substantially constant DC voltage. For this reason (because of the fast attack), the temperature signal voltage V T follows the change of the load resistance quickly, and is effective when controlling a load having a high power density. Further, since the amount of change in the load resistance is small, the circuit shown in the figure which is not affected by the voltage drop of the diode is effective in peak hold.
【００２２】比較回路５は、電源を入れた直後の立ち上
がり時に作動する比較器５ａと、抵抗発熱体１が昇温し
たのち作動する比較器５ｂとからなっている。そして、
前記立上り基準電圧Ｖs0を比較器５ａの非反転入力端子
に与え、前記基準電圧Ｖs を比較器５ｂの非反転入力端
子に与え、各比較器５ａ，５ｂの反転入力回路には温度
信号電圧ＶT を与えるようにした。The comparison circuit 5 is composed of a comparator 5a which operates at the time of rising immediately after the power is turned on, and a comparator 5b which operates after the resistance heating element 1 is heated. And
The rising reference voltage V s0 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 5a, the reference voltage V s is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 5b, and the temperature signal voltage is applied to the inverting input circuit of each of the comparators 5a and 5b. VT was given.
【００２３】比較器５ａの非反転入力端子には、立上り
時には比較器５ｂの非反転入力端子に与えられる基準電
圧ＶS より低い電圧が立上り調整抵抗３ｈを有する分圧
回路から立上り基準電圧ＶS0が与えられている。図５に
示すように、温度信号電圧ＶT が立上り基準電圧ＶS0に
達するまで比較回路５ａの出力端子はロウ出力Ｌ（以下
Ｌ出力という）を出力する。温度信号電圧ＶT が立上り
基準電圧ＶS0に達すると、比較器５ａはハイ出Ｈ（以下
Ｈ出力という）を出力し、その出力により正帰還回路に
より非反転入力端子電圧は基準電圧ＶS より高い電圧に
される。このため温度信号電圧ＶT が基準電圧ＶS と比
較動作している間は、温度信号電圧ＶTは立上り基準電
圧ＶS0＋αを越えることがないため、比較器５ａはＨ出
力を維持する。そのため、初期立上り時のみ比較器５ａ
の出力により電力制御素子２をオンさせ、抵抗発熱体１
の温度を速く立ち上げることができる。The comparator to the non-inverting input terminal of 5a, the rising reference voltage lower than the reference voltage V S applied to the non-inverting input terminal from the voltage divider circuit having a rising adjusting resistor 3h of the comparator 5b is at the rise V S0 Is given. As shown in FIG. 5, the output terminal of the comparison circuit 5a outputs a low output L (hereinafter referred to as L output) until the temperature signal voltage V T reaches the rising reference voltage V S0 . When the temperature signal voltage V T reaches the rising reference voltage V S0 , the comparator 5a outputs a high output H (hereinafter referred to as H output), and the positive feedback circuit causes the non-inverting input terminal voltage to be higher than the reference voltage V S. High voltage. Therefore, while the temperature signal voltage V T is being compared with the reference voltage V S , the temperature signal voltage V T does not exceed the rising reference voltage V S0 + α, so that the comparator 5a maintains the H output. Therefore, the comparator 5a can be used only at the initial rise.
The power control element 2 is turned on by the output of the
The temperature of can be raised quickly.
【００２４】比較器５ｂは、温度信号電圧ＶT が基準電
圧ＶS より高いとＬ出力され、基準電圧ＶS より低いと
Ｈ出力する。温度信号維持回路８は、デューティ比を調
整できるバイブレーターであり、図２に示すＯＰアンプ
８ａ，８ｂと抵抗、コンデンサによりＯＰアンプ８ｃの
出力端子には、図６に示すように一定周波数且つ一定振
幅の三角波が発生する。抵抗の定数をかえることにより
周波数を変更することができる。この三角波を比較器８
ｃの非反転入力端子に入力し、抵抗８ｄ，８ｅによる分
圧回路の分圧電圧を比較器８ｃの非反転端子に入力し、
抵抗８ｄ，８ｅの分圧電圧を調整することにより、Ｈ出
力とＬ出力との割合に調節することができる。ここで、
抵抗負荷容量等が定まっており、周波数とＨ・Ｌのデュ
ーティ比が定まっているときは図７に示す簡単なバイブ
レータ回路とすることもできる。なお、図７の抵抗８ｆ
はＨ出力時間調整用であり、抵抗８ｇはＬ出力時間調整
用である。The comparator 5b is L output temperature signal voltage V T is higher than the reference voltage V S, to H output lower than the reference voltage V S. The temperature signal maintaining circuit 8 is a vibrator capable of adjusting the duty ratio, and the output terminals of the OP amplifiers 8a and 8b shown in FIG. The triangular wave of is generated. The frequency can be changed by changing the constant of resistance. This triangular wave is the comparator 8
It is input to the non-inverting input terminal of c, and the divided voltage of the voltage dividing circuit by the resistors 8d and 8e is input to the non-inverting terminal of the comparator 8c.
By adjusting the divided voltage of the resistors 8d and 8e, the ratio between the H output and the L output can be adjusted. here,
When the resistance load capacity and the like are fixed and the frequency and the duty ratio of H · L are fixed, the simple vibrator circuit shown in FIG. 7 can be used. The resistor 8f in FIG.
Is for H output time adjustment, and the resistor 8g is for L output time adjustment.
【００２５】制御回路６は、トランジスタＱ1,Ｑ2,Ｑ3
（図２）によって構成し、比較器５ａ，５ｂ，８ｃのい
ずれか一つでもＬ出力されているときは、トランジスタ
Ｑ1がオンし、トランジスタＱ2 はオフする。このため
ゼロクロス回路９のゼロクロスパルスによってトランジ
スタＱ3 はオンし、トライアック２にゲート信号を与
え、トライアック２はオンし、抵抗発熱体１に電流が流
れる。The control circuit 6 includes transistors Q 1, Q 2, Q 3
(FIG. 2), when any one of the comparators 5a, 5b, 8c outputs L, the transistor Q 1 is turned on and the transistor Q 2 is turned off. Therefore, the transistor Q 3 is turned on by the zero-cross pulse of the zero-cross circuit 9, a gate signal is given to the triac 2, the triac 2 is turned on, and a current flows through the resistance heating element 1.
【００２６】また比較器５ａ，５ｂ，８ｃの全てがＨ出
力のとき、トランジスタＱ1 はオフし、トランジスタＱ
2 はオンするために、トランジスタＱ3 はオフする。そ
のためトライアック２のゲート信号が流れないため、ト
ライアック２はオフする。なお、ゼロクロス回路９は、
回路電流を減らし自己ノイズ発生を防ぐためのものであ
り、そのおそれのない場合には省略することができる。When all the comparators 5a, 5b and 8c are H output, the transistor Q 1 is turned off and the transistor Q 1 is turned off.
Since 2 turns on, transistor Q 3 turns off. Therefore, since the gate signal of the triac 2 does not flow, the triac 2 is turned off. The zero-cross circuit 9
This is to reduce the circuit current and prevent the occurrence of self-noise, and can be omitted if there is no fear of this.
【００２７】次に定常状態に入ったときの温度制御動作
を図６に示すタイムチャートによって説明する。図６の
最上段は商用交流電源電圧の波形を示しており、前記説
明のとおり２段目は比較器５ｂ及び３段目の温度信号維
持回路８のいずれかが出力信号Ｌ（低）のときに、電源
電圧がゼロクロス時点θで電力制御素子２をオンする。
即ちゼロクロス点θ1 のときは比較器５ｂの出力が既に
時点τ1 で出力信号Ｌとなっているから、最下段に示す
ように電力制御素子２はオンし、抵抗発熱体１に電流Ｉ
が流れる。次いで時点τ2 では、抵抗発熱体１の温度が
高くなったため比較器５ｂが出力信号Ｈ（高）となり、
温度信号維持回路８が出力信号Ｈとなっているので、ゼ
ロクロス点θ2 で、制御回路６は電力制御素子２をオフ
する。次いで時点τ3 で温度信号維持回路８が出力信号
Ｌとなると、制御回路６はゼロクロス点θ3 の時点で電
力制御素子２をオンする。次いで時点τ4 で温度信号維
持回路８が出力信号Ｈとなり、ゼロクロス点θ4 の時点
で制御回路６は電力制御素子２をオフする。その直後に
たまたま抵抗発熱体１の温度が低下し比較器５ｂが出力
信号Ｌに転ずると、制御回路６は次のゼロクロス点θ5
で電力制御素子２をオンするように動作する。Next, the temperature control operation when the steady state is entered will be described with reference to the time chart shown in FIG. The uppermost stage of FIG. 6 shows the waveform of the commercial AC power supply voltage. As described above, the second stage is when the output signal L (low) is output from either the comparator 5b or the third stage temperature signal maintaining circuit 8. Then, the power control element 2 is turned on at the time point θ when the power supply voltage crosses zero.
That is, at the zero crossing point θ 1 , the output of the comparator 5b has already become the output signal L at the time point τ 1 , so that the power control element 2 is turned on and the current I flowing through the resistance heating element 1 as shown in the lowermost stage.
Flows. Next, at the time point τ 2 , the temperature of the resistance heating element 1 becomes high, so that the comparator 5b becomes the output signal H (high),
Since the temperature signal maintaining circuit 8 is the output signal H, the control circuit 6 turns off the power control element 2 at the zero cross point θ 2 . Next, when the temperature signal maintaining circuit 8 becomes the output signal L at the time point τ 3 , the control circuit 6 turns on the power control element 2 at the time point of the zero cross point θ 3 . Next, at the time point τ 4 , the temperature signal maintaining circuit 8 becomes the output signal H, and at the time point of the zero cross point θ 4 , the control circuit 6 turns off the power control element 2. Immediately after that, when the temperature of the resistance heating element 1 happens to drop and the comparator 5b shifts to the output signal L, the control circuit 6 causes the next zero-cross point θ 5
Then, the power control element 2 is turned on.
【００２８】図７に示す実施例３はトライアック（電力
制御素子）11とリレースイッチ（電力制御素子）12とを
並列に接続し、トライアック11を温度信号維持回路８で
制御し、リレースイッチ12の駆動回路12を比較回路５に
より制御するようにした。その他の回路構成は、図２と
同様にしたので、図１と同様の回路には同じ符号を付し
説明を省略する。In the third embodiment shown in FIG. 7, a triac (power control element) 11 and a relay switch (power control element) 12 are connected in parallel, the triac 11 is controlled by a temperature signal maintaining circuit 8, and the relay switch 12 is controlled. The drive circuit 12 is controlled by the comparison circuit 5. Since the other circuit configurations are the same as those in FIG. 2, the same reference numerals are given to the same circuits as in FIG. 1 and the description thereof will be omitted.
【００２９】実施例３の温度制御装置は、トライアック
11を温度信号電圧ＶT を取り出すためにのみ使用し実行
オン電流を小さくして放熱フィンを小さくし、抵抗発熱
体１の主制御には放熱フィン等を必要としないリレース
イッチ12を使用して回路スペースを小さくし、しかも図
６で説明した実施例２の制御動作と実質的に同様に温度
制御することができる。The temperature control device of the third embodiment is a triac.
11 is used only for extracting the temperature signal voltage V T , the execution on-current is made small and the heat radiation fin is made small, and the relay switch 12 which does not need a heat radiation fin etc. is used for the main control of the resistance heating element 1. The circuit space can be reduced and the temperature can be controlled substantially in the same manner as the control operation of the second embodiment described with reference to FIG.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明の抵抗変化を
利用した温度制御装置は、抵抗発熱体に温度により抵抗
値が変化するものを使用し、この抵抗発熱体に印加され
る電圧と、抵抗発熱体に流れる電流に対応させて得た温
度信号電圧とを比較することにより抵抗発熱体自体の温
度の変化に基づき、抵抗発熱体の消費電力を制御するよ
うにしたので、抵抗発熱体の温度が設定値に達すると直
ちに発熱量を制御することができるので、温度の過昇を
防止できると共に、正確に温度設定値に抵抗発熱体の温
度を制御することができる。したがって、制御温度の過
昇や過降を確実に防止することができるので、電子複写
器の画像定着装置などとして有利に使用することができ
る。As described above, the temperature control device using the resistance change of the present invention uses a resistance heating element whose resistance value changes depending on the temperature, and a voltage applied to the resistance heating element. The power consumption of the resistance heating element is controlled based on the temperature change of the resistance heating element itself by comparing with the temperature signal voltage obtained by corresponding to the current flowing through the resistance heating element. Since the amount of heat generation can be controlled immediately after the temperature reaches the set value, it is possible to prevent the temperature from excessively rising and to accurately control the temperature of the resistance heating element to the temperature set value. Therefore, it is possible to reliably prevent the control temperature from rising and falling excessively, and it can be advantageously used as an image fixing device for an electronic copying machine.
【図１】本発明の実施例１による抵抗変化を利用した温
度制御装置の概要を説明するためのブロック回路図であ
る。FIG. 1 is a block circuit diagram for explaining an outline of a temperature control device using resistance change according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２による抵抗変化を利用した温
度制御装置を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a temperature control device using resistance change according to a second embodiment of the present invention.
【図３】図２に使用した抵抗発熱体の温度−抵抗特性を
示すグラフ図である。FIG. 3 is a graph showing temperature-resistance characteristics of the resistance heating element used in FIG.
【図４】図２に示すピークホールド回路の動作を説明す
るためのグラフ図である。FIG. 4 is a graph diagram for explaining the operation of the peak hold circuit shown in FIG.
【図５】図２に示す比較回路の動作を説明するためのグ
ラフ図である。5 is a graph diagram for explaining the operation of the comparison circuit shown in FIG.
【図６】図２に示す温度信号保持回路の動作説明のため
のタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the temperature signal holding circuit shown in FIG.
【図７】温度信号保持回路の別の例による回路図であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram of another example of the temperature signal holding circuit.
【図８】図２に示す電力制御素子の動作を説明するため
のちタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the power control element shown in FIG.
【図９】本発明の実施例３による抵抗変化を利用した温
度制御装置を説明するためのブロック回路図である。FIG. 9 is a block circuit diagram for explaining a temperature control device using a resistance change according to a third embodiment of the present invention.
【図10】従来例によるフィルム加熱方式による熱融着ト
ナーの定着装置の側面図である。FIG. 10 is a side view of a heat-fusion toner fixing device according to a conventional film heating method.
【図11】図８の要部拡大断面図である。11 is an enlarged cross-sectional view of the main parts of FIG. 8.
１ 抵抗発熱体 ２ 電力制御素
子 ３ 電圧検出回路 ３ａ 分圧回路 ３ｄ 整流素子抵抗３ｅ ３ｆ 電解コンデ
ンサ ４ 電流検出回路 ４ｄ 整流素子 ４ｅ 抵抗 ４ｆ 電解コンデ
ンサ ５ 比較回路 ６ 制御回路 ８ 温度信号維持回路 10 電流検出素
子 11 トライアック（電力制御素子）12 リレースイ
ッチ（電力制御素子） ＶS 基準電圧 Ｖs0 立上り基準
電圧 ＶT 温度信号電圧1 resistance heating element 2 power control element 3 voltage detection circuit 3a voltage dividing circuit 3d rectifying element resistance 3e 3f electrolytic capacitor 4 current detection circuit 4d rectifying element 4e resistance 4f electrolytic capacitor 5 comparison circuit 6 control circuit 8 temperature signal maintaining circuit 10 current detection element 11 triac (power control element) 12 relay switch (power control device) V S reference voltage V s0 rising reference voltage V T the temperature signal voltage
Claims (2)
体と、この抵抗発熱体の消費電力を制御する電力制御素
子とを直列に接続して発熱回路を形成し、抵抗発熱体に
印加される電圧を検出し基準電圧を出力する電圧検出回
路と、抵抗発熱体に流れる電流を検出し温度信号電圧を
出力する電流検出回路とを前記発熱回路に接続し、前記
基準電圧と温度信号電圧とを比較する比較回路を設け、
この比較回路の出力する比較信号により前記電力制御素
子を制御する制御回路を設けた温度制御装置。1. A resistance heating element whose resistance value changes according to temperature and a power control element for controlling the power consumption of the resistance heating element are connected in series to form a heating circuit, which is applied to the resistance heating element. A voltage detection circuit that detects a voltage and outputs a reference voltage, and a current detection circuit that detects a current flowing through a resistance heating element and outputs a temperature signal voltage are connected to the heating circuit, and the reference voltage and the temperature signal voltage are connected to each other. Provide a comparison circuit to compare,
A temperature control device provided with a control circuit for controlling the power control element according to a comparison signal output from the comparison circuit.
電圧検出回路を、前記抵抗発熱体に印加される電圧の分
圧回路と、この分圧回路の出力する電圧を整流しピーク
ホールドする基準電圧発生回路とによって形成し、前記
電流検出回路を、抵抗発熱体に流れる電流を検出する変
成器と、この変成器の２次回路に発生する電流の電圧変
換回路と、変換された電圧を整流しピークホールドする
温度信号電圧発生回路とによって形成し、所定間隔で前
記ピークホールド動作に必要な時間幅で電力制御素子を
オンさせる温度信号維持回路を設け、前記制御回路を、
前記温度信号電圧が基準電圧を越え、且つ温度信号維持
回路が電力制御素子をオフする信号を出力していると電
力制御素子をオフし、温度信号電圧が基準電圧に達して
いないか、又は温度信号維持回路が電力制御素子をオン
する信号が出力されると電力制御素子をオンするように
した請求項１の温度制御装置。2. An AC power supply is connected to the heat generating circuit, and the voltage detecting circuit rectifies and peak-holds a voltage dividing circuit for a voltage applied to the resistance heating element and a voltage output from the voltage dividing circuit. A transformer for detecting the current flowing through the resistance heating element, a voltage conversion circuit for the current generated in the secondary circuit of the transformer, and the converted voltage. A temperature signal voltage generating circuit for rectifying and peak-holding is provided, and a temperature signal maintaining circuit for turning on the power control element at a predetermined time interval for the peak-holding operation is provided.
When the temperature signal voltage exceeds the reference voltage and the temperature signal maintaining circuit outputs a signal for turning off the power control element, the power control element is turned off, and the temperature signal voltage does not reach the reference voltage, or the temperature The temperature control device according to claim 1, wherein the signal maintaining circuit turns on the power control element when a signal for turning on the power control element is output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35178593A JPH07199722A (en) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Temperature controller utilizing resistance change |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35178593A JPH07199722A (en) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Temperature controller utilizing resistance change |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199722A true JPH07199722A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18419594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35178593A Pending JPH07199722A (en) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Temperature controller utilizing resistance change |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07199722A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09306638A (en) * | 1996-05-13 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Heater temperature control method and device |
| KR100480748B1 (en) * | 1998-05-06 | 2005-07-08 | 삼성전자주식회사 | Output thermostat |
| KR100944031B1 (en) * | 2008-01-24 | 2010-02-24 | 권성안 | Apparatus and Method for high speed and precision thermostatic control in heating element, and Recording medium thereof |
| JP2014529826A (en) * | 2011-08-30 | 2014-11-13 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | Thermal array control system and method |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35178593A patent/JPH07199722A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09306638A (en) * | 1996-05-13 | 1997-11-28 | Sharp Corp | Heater temperature control method and device |
| KR100480748B1 (en) * | 1998-05-06 | 2005-07-08 | 삼성전자주식회사 | Output thermostat |
| KR100944031B1 (en) * | 2008-01-24 | 2010-02-24 | 권성안 | Apparatus and Method for high speed and precision thermostatic control in heating element, and Recording medium thereof |
| JP2014529826A (en) * | 2011-08-30 | 2014-11-13 | ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー | Thermal array control system and method |
| KR20170118954A (en) * | 2011-08-30 | 2017-10-25 | 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 | High definition heater |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7039336B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
| EP1178369B1 (en) | Heater control apparatus and image forming apparatus | |
| JPH02166490A (en) | Control circuit for heat fixing apparatus | |
| EP0370520B1 (en) | An image fixing apparatus | |
| JPH07199722A (en) | Temperature controller utilizing resistance change | |
| US7634209B2 (en) | Temperature control method for fixing device, and fixing device and image-forming apparatus that use the same | |
| JP2002124369A (en) | Induction heating device, and image processing device provided with the induction heating device | |
| JPH1074018A (en) | Induction heating fixing device | |
| JP4666329B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JPH02296273A (en) | Electrophotographic system image forming device | |
| JP2002006655A (en) | Fixing unit drive device | |
| JPH09319255A (en) | Controlling method for fixing device | |
| JP2925364B2 (en) | Image heating device | |
| JP3535529B2 (en) | Heating equipment | |
| JP3148627B2 (en) | Fixing roller temperature controller | |
| JP3748951B2 (en) | Power supply method for heater lamp of fixing device, and power supply device for heater lamp of fixing device | |
| US5365040A (en) | Fixing device having a temperature control system | |
| JP3102448B2 (en) | Fixing device temperature controller | |
| JP2004151602A (en) | Fixing controller | |
| JP2591178B2 (en) | Cordless iron | |
| JP3970596B2 (en) | Power supply device for heat source of fixing unit | |
| JPH1023764A (en) | Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus | |
| JP2004343821A (en) | Power controller and image forming apparatus comprising the same | |
| JP2004151603A (en) | Fixing controller | |
| JPH11305595A (en) | Heating device and image forming device |